CN101643841B - 提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂及其使用方法。该添加剂各组分的重量百分比为：Fe3O4：78.0～90.0％，CaO：4.0～9.0％，MgO：5.0～15.0％。本发明的添加剂用于生产全Fe2O3球团矿使用方法的步骤包括按赤铁矿精矿与添加剂重量比为4～6∶1的比例配成混合原料，分别按混合原料重量的1.0～1.5％和1～5％的比例配制膨润土和返灰；然后将混合原料经初步干燥、高压辊磨、配加所述膨润土和返灰、强力混合、造球、布料、再次干燥、预热、焙烧、冷却，获得成品球团矿。试验证明，使用本发明的添加剂生产球团矿能较大幅度降低能耗和成本，提高球团矿的全铁品位，同时能很好的改善球团矿的冶金性能。
Description
技术领域
本发明涉及球团矿的制备技术，具体地指一种提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂及其使用方法。
背景技术
高炉冶炼要求做为入炉原料之一的球团矿品位高、成份稳定、强度好、粒度均匀、冶金性能良好等。生产实践中，能满足前述品质的入炉球团矿原料的成本也非常高，又由于赤铁矿精矿需要在较高的温度下才发生晶粒长大和再结晶固结，所以冶炼时需要消耗的燃料成本也很高；同时，使用普通矿石和普通生产工艺产出的球团矿的全铁(TFe)品位低，冶金性能较差，还原膨胀率RSI和还低温还原粉化率RDI都较高，影响高炉产量和焦比。目前，企业为了降低能耗、改善球团矿的冶金性能，通常是在冶炼过程中添加内配煤以在球团焙烧时增加辅助热量，提高焙烧效果；冶炼过程中通过配加石灰石等熔剂在球团焙烧时产生粘结相，提高球团矿的冶金性能。但采取此工艺配置复杂，成本高，配料困难，得到的球团的铁品位不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂及其使用方法。在焙烧生产球团矿的过程中加入本发明的添加剂后，能简化生产流程、降低能耗和成本，并能提高球团矿的铁品位。
为实现上述目的，本发明所设计的提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂中，各组分的重量百分比为：Fe3O4：78.0～90.0％，CaO：4.0～9.0％，MgO：5.0～15.0％。
上述提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂中，各组分优选的重量百分比为：Fe3O4：80.0～87.0％，CaO：6.0～8.0％，MgO：7.0～12.0％。
本发明所述提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂的使用方法，包括如下步骤：
1)按赤铁矿精矿与所述添加剂重量比为4～6∶1的比例配成混合原料；
2)按所述混合原料重量的1.0～1.5％的比例配制膨润土，按所述混合原料重量的1～5％的比例配制返灰；
3)将所述混合原料初步干燥、高压辊磨，然后配加所述膨润土和所述返灰，再经过强力混合、造球、布料、再次干燥、预热、焙烧、冷却，获得成品球团矿。
进一步地，所述步骤3)中，混合原料初步干燥时控制其水份重量含量在7～8％之间；高压辊磨时控制其比表面积在1300～1800cm2/g之间；造球时控制生球的水份重量含量在8.5～10.5％之间；布料时控制料层厚度在140～180mm之间；预热时预热球的强度控制为700～1200N/个；焙烧时窑尾温度控制在1060～1100℃之间；冷却后球团矿的温度控制降低到150℃以下。
本发明添加剂中各组分含量限定的原因及效果如下：Fe3O4中的FeO在焙烧时被氧化成Fe2O3，氧化过程中的化学反应放出热量，该放出热量取代普通培烧工艺中内配煤燃烧放出的热量，从而可以节省能源。同时在培烧过程中Fe3O4中的Fe元素最后会被还原进入球团矿，能够增加球团矿中Fe的含量，提高球团矿的铁品位。CaO在球团焙烧时产生粘结相，形成少量铁酸钙，有利于固相固结，提高球团矿的冶金性能。MgO可提高炉渣的流动性，有利于造渣，提高球团的质量和高炉生产率、排渣操作效率。
由此可见，在生产球团矿时使用本发明的添加剂，无需设计新的加工方法和流程，且添加剂中FeO成分在焙烧氧化反应的过程中放出大量的热，取代了内配煤燃烧放热，可大幅降低能耗和成本；通过配矿，可以控制球团的含铁量超过64％，从而提高球团的铁品位和冶金性能。
具体实施方式
下面结合几个具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明的提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂，其六个实施例的组分配比见表1：
表1：各实施例中添加剂的成分重量百分比：
| 实施例 | Fe3O4 | CaO | MgO |
| 实施例1 | 78.0 | 7.0 | 15.0 |
| 实施例2 | 87.0 | 4.0 | 9.0 |
| 实施例3 | 83.5 | 6.0 | 10.5 |
| 实施例4 | 90 | 5.0 | 5.0 |
| 实施例5 | 80.0 | 8.0 | 12.0 |
| 实施例6 | 88.0 | 5.0 | 7.0 |
上述六个实施例的添加剂的使用方法，包括如下步骤：
1)混合料配制：按赤铁矿精矿与所述添加剂重量比为4～6∶1的比例配成混合原料。
2)按所述混合原料重量的1.0～1.5％的比例配制膨润土，按所述混合原料重量的1～5％的比例配制返灰。
3)混合原料初步干燥：将混合原料按700t/h速度输送到圆筒干燥机内，对物料进行干燥，控制混合原料的水份重量含量在7～8％之间。
4)高压辊磨：将干燥后的物料输送到高压辊磨机中进行高压辊磨，以提高物料的比表面积，混合原料的比表面积控制在1300～1800cm2/g之间。
5)配加膨润土和返灰：将膨润土按照7.0～10.5t/h的速度、返灰按照7～35t/h的速度均匀地配加到辊磨后的混合原料上。
6)强力混合：将膨润土、返灰及辊磨后的混合原料输送到强力混合机，对物料进行混合，使物料混合均匀。
7)造球：将混合后的物料输送到圆筒造球机或圆盘造球机，混合物料滚动成球，生球的水份重量含量控制在8.5～10.5％之间。
8)布料：将生球均匀地布在链篦机上，料层厚度控制在140～180mm范围。
9)再次干燥、预热：将生球在链篦机上进行再次干燥、预热，预热球的强度控制为700～1200N/个。
10)焙烧：预热后的球团从链篦机进入回转窑焙烧，窑尾温度控制在1060～1100℃之间。
11)冷却：焙烧后的球团进入环冷机冷却，冷却后球团矿的温度降低到150℃以下，即获得成品球团矿
分别对使用表1中添加剂后制造的球团矿产品进行检测，其全铁品位、还原度、粉化率、抗压强度等冶金性能指标检测结果见表2。
表2：对应于表1的球团矿产品检测结果
| 实施例 | TFe％ | 还原度RI％ | 粉化率RID％ | 抗压强度(N/个) |
| 实施例1 | 66 | 70.20 | 17.09 | 2539 |
| 实施例2 | 65.3 | 71.03 | 16.91 | 2753 |
| 实施例3 | 64.5 | 72.04 | 17.28 | 2622 |
| 实施例4 | 65 | 71.26 | 17.43 | 2813 |
| 实施例5 | 64.6 | 73.87 | 18.16 | 2706 |
| 实施例6 | 66.2 | 72.33 | 18.07 | 2693 |
上述六个实施例产品球团矿产品含的比例均超过64％，远超过普通方式生产的含TFe量一般在60％以下球团矿，使球团矿品位得到大幅提高；通过对上述六个实施例产品的还原度、粉化率、冷抗压强度等冶金性能测试结果可以看出添加了本发明的添加剂后生产的球团矿的还原度、粉化率都低于普通方法生产的球团矿的还原度、粉化率。(普通方法生产的球团矿的还原度一般在75％以上、粉化率在20％以上)；同时使用了本发明添加剂后生产的球团矿的抗压强度也得到大幅度提高，均超过了2500N/个，达到了大型高炉对球团矿抗压的要求。
Claims (3)
1.一种提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂的使用方法，其特征在于：该添加剂中各组分的重量百分比为：Fe3O4：78.0～90.0％，CaO：4.0～9.0％，MgO：5.0～15.0％；其使用方法包括如下步骤：
1)按赤铁矿精矿与所述添加剂重量比为4～6∶1的比例配成混合原料；
2)按所述混合原料重量的1.0～1.5％的比例配制膨润土，按所述混合原料重量的1～5％的比例配制返灰；
3)将所述混合原料初步干燥、高压辊磨，然后配加所述膨润土和所述返灰，再经过强力混合、造球、布料、再次干燥、预热、焙烧、冷却，获得成品球团矿。
2.根据权利要求1所述的提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂的使用方法，其特征在于：该添加剂中各组分的重量百分比为：Fe3O4：80.0～87.0％，CaO：6.0～8.0％，MgO：7.0～12.0％。
3.根据权利要求1或2所述的提高全Fe2O3球团矿冶金性能的添加剂的使用方法，其特征在于：所述步骤3)中，混合原料初步干燥时控制其水份重量含量在7～8％之间；高压辊磨时控制其比表面积在1300～1800cm2/g之间；造球时控制生球的水份重量含量在8.5～10.5％之间；布料时控制料层厚度在140～180mm之间；预热时预热球的强度控制为700～1200N/个；焙烧时窑尾温度控制在1060～1100℃之间；冷却后球团矿的温度控制降低到150℃以下。
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